數(shù)字肝臟三維重建技術的研究.pdf

1、作為非侵入方式，對人體或人體某部分進行診斷的醫(yī)學影像正隨著三維重建及其交互技術的發(fā)展而受到越來越多醫(yī)生和科研工作者的關注。具有解毒、排泄、免疫、內(nèi)分泌代謝等功能的肝臟可以說是人體最為重要的組織器官之一，也因此由肝臟病變而引發(fā)的疾病常常是頑疾甚至是致命的。根據(jù)肝臟CT、MRI等醫(yī)學影像重建的數(shù)字化肝臟模型，在肝病的診斷以及治療方案的決策上都起著舉足輕重的作用。
　　數(shù)字肝臟的三維重建，既可以采用面繪制的方法，也可以采用體繪制的方法。

2、在繪制與交互的速度方面，面繪制要優(yōu)于體繪制，但卻需要生成中間幾何單元（輪廓線或是幾何面片），這個過程涉及到了對目標對象的圖像分割。體繪制雖然渲染速度較慢，但卻是對影像數(shù)據(jù)的直接操作，過程中不存在圖像分割并且最大程度地保留下了圖像信息。如果只是對分割后的對象進行面繪制或體繪制的影像建模，那么僅僅是滿足了―看的需要，想要實現(xiàn)手術仿真就還需要以交互的方式（三維拾取、三維測量等）使用有限元分析構建出對象的力學模型。論文的主要工作如下所述：

3、>　?。?）本文首先使用基于Snake模型、水平集、圖論、Markov隨機場的分割方法對腹腔CT圖像序列進行了分割實驗并簡要地分析了分割結果。由于腹腔CT圖像本身所具有的復雜性，例如不同的組織、器官不僅在密度分布上存在著相互重疊，而且在空間位置上相互毗鄰。從分割結果來看，單使用一種分割方法很難得到令人滿意的結果。為此，本文借助先驗知識并融合閾值分割、數(shù)學形態(tài)學、區(qū)域標記等傳統(tǒng)分割方法進行了實驗性分割，并取得了較為滿意的分割結果。

4、　?。?）使用經(jīng)典的面繪制算法Marching Cubes和體繪制算法Ray Casting對分割后的肝臟圖像序列進行了三維重建。其中，在繪制速度和交互性上，面繪制要優(yōu)于體繪制。但在顯示效果和數(shù)據(jù)信息保留上，體繪制要優(yōu)于面繪制。簡單來說，就是面繪制僅僅顯示了肝臟表面的幾何信息，而體繪制還可以顯示出肝臟的內(nèi)部解剖結構。
　?。?）針對面繪制重建得到的肝臟模型，本文還借助三維拾取、三維測量等交互技術以及有限元分析實現(xiàn)了肝臟的彈性力學模